Análise numérica por modelos dissipativos de cavidades acústicas estreitas

Abstract

Esse trabalho visa a determinar a função de transferência de uma sonda acústica com relação à pressão acústica que é medida por um microfone em função de uma pressão acústica incidente. Neste trabalho, faz-se uso do software de elementos finitos COMSOL para realizar dois estudos numéricos para a função de transferência da sonda, um modelo de propagação de onda convencional sem perdas e um modelo com considerações de perdas viscosas e de condutibilidade térmica devido à pequena dimensão da sonda. Os modelos são comparados a uma função de transferência obtida analiticamente e a resultados experimentais obtidos no laboratório de vibrações do grupo de dinâmica de sistemas (UnB-FT/ENM/GDS). Os resultados apresentaram uma correlação exata entre os modelos analítico e numérico sem perdas. O modelo numérico dissipativo apresentou frequências de ressonância próximas às esperadas e permitiu o estudo de diversos outros parâmetros calculados, exigindo, porém, um tempo de processamento computacional em torno de 70 vezes mais alto. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work looks forward to determining the transfer function of an acoustic probe in relation to the acoustic pressure that is measured by a microphone as a result of an incident acoustic pressure. In this work, the finite element method software COMSOL is used to develop two numerical studies about the probe transfer function. The first one is a conventional no loss wave propagation model and the second one is a model taking into account viscous losses and thermal conductibility due to the small probe dimensions. Both models are compared to an analytically obtained transfer function and to experimental results obtained at the vibrations laboratory of the grupo de dinâmica de sistemas (UnB-FT/ENM/GDS). The results have presented an exact correlation between the analytical and the no loss numerical models. The dissipative numerical model presented resonance frequencies close to the expected and allowed the evaluation of many other calculated parameters, despite demanding a computational processing time about 70 times higher.